Une équipe de recherche de l'Université Brock a créé un robot microscopique qui a le potentiel d'identifier la résistance aux médicaments contre la tuberculose plus rapidement que les tests conventionnels.

L'Organisation mondiale de la santé (OMS) qualifie la résistance aux antituberculeux d'"obstacle redoutable" au traitement et à la prévention d'une maladie qui a tué 240 personnes, 000 personnes en 2016.

La dernière technologie de l'équipe Brock s'appuie sur une version antérieure du robot microscopique, appelé nanomachine à ADN tridimensionnel, qu'ils ont créée en 2016 pour détecter des maladies dans un échantillon de sang en 30 minutes.

Dans cette dernière version, l'équipe, dirigé par le professeur assistant de chimie Feng Li, a repensé la nanomachine afin qu'elle puisse découvrir des mutations dans les gènes trouvés dans la bactérie qui cause la tuberculose.

Li dit que la nanomachine a le potentiel de déterminer, en une heure, si les bactéries de la tuberculose contiennent ou non les mutations génétiques qui les rendent résistantes à la base, médicaments de première intention prescrits pour lutter contre la tuberculose.

L'OMS affirme que la résistance se produit principalement parce que les patients ne respectent pas le calendrier strict d'antibiotiques qu'ils doivent prendre pour guérir. Les gènes des cellules bactériennes changent afin que les bactéries puissent survivre à de futures expositions aux mêmes antibiotiques, ce qui signifie qu'un traitement de deuxième intention est alors nécessaire.

Il faut un certain temps avant que les professionnels de la santé et les patients réalisent que les médicaments de première intention ne fonctionnent pas, c'est pourquoi la détection rapide de la résistance aux médicaments est si cruciale, dit Li.

« Une fois que vous confirmez qu'il y a une infection tuberculeuse, vous devez utiliser le diagnostic pour guider la stratégie thérapeutique, " dit-il. " L'infection normale et les souches résistantes aux médicaments nécessitent deux types de stratégies complètement différents. "

Li dit que les tests actuels de résistance sont ardus, processus long qui peut durer de deux à six semaines et nécessite un équipement et une formation de haut niveau. En attendant, la maladie s'aggrave chez les patients, qui peuvent aussi transmettre la maladie à d'autres.

La nanomachine de l'équipe Brock consiste en une particule de 20 nanomètres faite d'or. Des brins d'ADN courts et longs sont attachés à la particule d'or et ces molécules d'ADN sont utilisées comme éléments constitutifs pour construire et faire fonctionner la nanomachine.

L'étudiant diplômé Alex Guan Wang a utilisé un modèle de simulation informatique pour concevoir les longs brins, qui sont capables de rechercher des différences dans les nucléotides contenus dans les gènes de la bactérie de la tuberculose. Un nucléotide est l'unité structurelle de base et le bloc de construction de l'ADN, et c'est à l'intérieur de ceux-ci que seraient trouvées les mutations causées par la résistance aux médicaments.

Les courts brins d'ADN attachés à la nanomachine portent des reporters de signaux fluorescents.

La nanomachine est plongée dans du sérum extrait de sang humain. Si les longs brins détectent les mutations trouvées dans des nucléotides spécifiques, la machine s'allume et brille; si l'échantillon est indemne de maladie, le robot reste éteint.

L'étudiant diplômé Yongya Li a mené les expériences en laboratoire. Elle a commencé la recherche lorsqu'elle était étudiante de premier cycle.

Les résultats de l'équipe sont contenus dans leur article « Ingénierie guidée par la simulation d'une nanomachine à ADN tridimensionnelle alimentée par une enzyme pour la discrimination de variantes de nucléotides simples, " publié le 30 juin dans la revue Sciences chimiques . Feng Li et ses collaborateurs ont également produit un autre article de recherche dans la revue Chimie analytique , décrivant comment modifier la nanomachine pour détecter des maladies en examinant un certain nombre de protéines dans des échantillons.